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Cintura di asteroidi di Fomalhaut – Webb Telescope

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Immagine del disco di detriti polverosi che circonda la giovane stella Fomalhaut proviene dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb. Rivela tre cinture nidificate che si estendono fino a 23 miliardi di chilometri dalla stella. Le cinture interne non erano mai state rivelate prima. Crediti: NASA, ESA, CSA, A. Gáspár (Università dell'Arizona). Elaborazione immagini: A. Pagan (STScI)
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Nuova immagine sorprendente ripresa dal Webb, a distanza di mesi dalla messa in opera del prodigio JWST c’è da chiedersi se smetteremo mai di stupirci e se la comunità scientifica riuscirà a star dietro alle molteplici scoperte.

Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA per visualizzare la polvere calda attorno a una giovane stella vicina, Fomalhaut, al fine di studiare la prima cintura di asteroidi mai vista al di fuori del nostro Sistema Solare in luce infrarossa.

Obiettivo quindi: studiare altre fasce di Asteroidi oltre alle due già note di fra Marte e Giove e Kuiper.

Ma ad accoglierli una sorpresa, le strutture polverose sono molto più complesse delle di ciò che ci si potesse aspettare. Intorno alla stella complessivamente, ci sono tre cinture nidificate che si estendono fino a 23 miliardi di chilometri dalla stella; circa distanza della Terra dal Sole. Così la scala della fascia più esterna diventa circa il doppio della scala della fascia di Kuiper mentre le cinture interne non erano mai state viste prima.

Le cinture circondano la giovane stella calda, che può essere vista ad occhio nudo come la stella più luminosa della costellazione australe dei Pesci Austrinus, forse per questo il nome della stella non risulta molto familiare agli abitanti dell’emisfero boreale. Le fasce polverose sono i detriti delle collisioni di corpi più grandi. “Descriverei Fomalhaut come l’archetipo dei dischi di detriti trovati altrove nella nostra galassia, perché ha componenti simili a quelli che abbiamo nel nostro sistema planetario”, ha detto András Gáspár dell’Università dell’Arizona a Tucson e autore principale di un nuovo articolo nel descrivere i risultati. “Osservando gli schemi in questi anelli, possiamo effettivamente iniziare a fare un piccolo schizzo di come dovrebbe essere un sistema planetario e individuare pianeti sospetti”.

Il telescopio spaziale Hubble e l’Osservatorio spaziale Herschel, così come l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hanno precedentemente acquisito immagini nitide della fascia più esterna. Tuttavia, nessuno di loro era riuscito ad identifica alcuna struttura al suo interno prima ovviamente dell’arrivo di Webb che invece nell’infrarosso riesce ad arrivare molto oltre. “Dove Webb eccelle davvero è nella risoluzione del bagliore termico della polvere in quelle regioni interne. “, ha detto Schuyler Wolff, un altro membro del team dell’Università dell’Arizona.

Le etichette a sinistra indicano le singole caratteristiche. A destra è evidenziata una grande nuvola di polvere e i pullout la mostrano in due lunghezze d’onda infrarosse: 23 e 25,5 micron.
Crediti: NASA, ESA, CSA, A. Gáspár (Università dell’Arizona). Elaborazione immagini: A. Pagan (STScI)

Hubble, ALMA e Webb stanno collaborando per assemblare una visione olistica dei dischi di detriti attorno a un certo numero di stelle. “Con Hubble e ALMA, siamo stati in grado di immaginare un gruppo di analoghi della fascia di Kuiper e abbiamo imparato molto su come si formano e si evolvono i dischi esterni”, ha affermato Wolff. “Ma abbiamo bisogno di Webb per permetterci di immaginare una dozzina di cinture di asteroidi altrove. Possiamo imparare tanto sulle regioni calde interne di questi dischi quanto Hubble e ALMA ci hanno insegnato sulle regioni esterne più fredde».

Queste cinture molto probabilmente sono scolpite dalle forze gravitazionali prodotte da pianeti invisibili. Allo stesso modo, all’interno del nostro Sistema Solare Giove circonda la fascia degli asteroidi, il bordo interno della fascia di Kuiper è scolpito da Nettuno e il bordo esterno potrebbe essere guidato da corpi non ancora visti al di là di esso. Più nozioni apprenderemo con Webb più potremo applicare le stesse alla comprensione del nostro.

L’anello di polvere di Fomalhaut è stato scoperto nel 1983 durante le osservazioni effettuate dall’Infrared Astronomical Satellite (IRAS) della NASA. L’esistenza dell’anello è stata anche dedotta da osservazioni precedenti e di lunghezza d’onda più lunga utilizzando telescopi submillimetrici su Mauna Kea, Hawaii, il telescopio spaziale Spitzer della NASA e l’Osservatorio submillimetrico di Caltech.

Senza esagerare con l’enfasi ma ponendo la dovuta domanda George Rieke si chiede: “dove sono i pianeti?”, responsabile scientifico statunitense per il Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb, che ha effettuato queste osservazioni.

Webb ha anche immaginato ciò che Gáspár chiama “la grande nuvola di polvere”, che potrebbe essere la prova di una collisione avvenuta nell’anello esterno tra due corpi protoplanetari. Un’interpretazione in linea con le evidenze sperimentali rispetto a quella dedotta grazie alle riprese di Hubble del 2008 con le quali si ipotizzò la presenza di un pianeta.

L’idea di un disco protoplanetario attorno a una stella risale alla fine del 1700, quando gli astronomi Immanuel Kant e Pierre-Simon Laplace svilupparono indipendentemente la teoria secondo cui il Sole e i pianeti si formarono da una nube di gas rotante che collassò e si appiattì a causa della gravità.

Link al comunicato originale in pdf https://arxiv.org/pdf/2305.03789.pdf